Hva gjør BBU kompatibel med basestasjoner?

BBU’s kjernefunksjon i BTS-arkitektur og funksjonell integrasjon

Orkestrering av basebandbehandling: Hvordan BBU håndterer modulasjon, koding og ressursallokering

I kjernen av Base Transceiver Station (BTS)-arkitekturen ligger Baseband Unit (BBU), som håndterer alt det vesentlige arbeidet med digital signalbehandling. Tenk på ting som modulasjonsteknikker, kanalkodingmetoder og hvordan ressurser tildeles dynamisk over ulike kanaler. Når signaler sendes ut, tar denne enheten rå datastrømmer og konverterer dem til modulerte symboler gjennom ulike metoder som Quadrature Amplitude Modulation (QAM). Den legger også til forward error correction-koder for å beskytte mot datadannelse under overføring. Den virkelige magien skjer når disse sanntidsalgoritmene for ressursallokering setter inn, og fordeler tilgjengelig båndbredde blant flere brukere, slik at ingen sitter igjen og venter for lenge på at dataene deres skal komme gjennom, samtidig som vi sikrer maksimal utnyttelse av spektrumplassen vår. På mottakerens side utfører BBU all nødvendig demodulering og dekoding. Og her er det at sterke behandlingskapasiteter virkelig betyr noe, fordi det påvirker alt fra hvor raskt informasjon beveger seg (latens) til totale dataoverføringshastigheter (throughput), og om systemer kan tilpasse seg ordentlig når signalkvaliteten endrer seg uventet.

Arkitektonisk kobling med RF-enheter: Signalflyt fra basestasjon til RF i integrerte BTS-installasjoner

Baseband-enheter (BBU) arbeider tett sammen med fjernstyrte radiouniter (RRU) gjennom standard fiberforbindelser, vanligvis ved bruk av enten CPRI- eller eCPRI-protokoller. De behandlede basebandsignalene sendes som digital data fra BBU til RRU og beholder sin kvalitet under overføringen. Når disse signalene når RRU-en, konverteres de fra digitalt format til analogt før de forsterkes for radiofrekvens-utsending via antenner. I motsatt retning, når antenner mottar RF-signal, konverteres de først til digitalt format i RRU-en og deretter overføres tilbake til BBU-en hvor all dekoding skjer. Denne toveis kommunikasjonsbanen med minimal forsinkelse muliggjør nøyaktig tidsavstemming mellom ulike komponenter. En slik synkronisering er svært viktig for eksempelvis koordinerte beamforming-teknikker og implementering av massive MIMO-systemer i nettverk spredt over flere basestasjoner (BTS).

Standardiserte grensesnitt som muliggjør BBU–BTS interoperabilitet

CPRI vs eCPRI: Latens, båndbredde og kompatibilitetsimplikasjoner for BBU–RU-kommunikasjon

CPRI-protokollen tilbyr utrolig lav latens under 100 mikrosekunder, noe som er absolutt nødvendig for tidsfølsomme operasjoner på fysisk lag. Men det har en hake: den krever enorme mengder fronthaul-båndbredde, omtrent 24,3 gigabit per sekund per antennekanal. Dette skaper alvorlige skaleringproblemer når man prøver å rulle ut i tett pakket 5G-nett. På den andre siden tar eCPRI en annen tilnærming ved å bruke pakkebasert Ethernet-teknologi sammen med funksjonssplitter som Split-7.2. Disse endringene reduserer båndbreddbehovet med omtrent 60 prosent, mens man fremdeles tillater delvis virtualisering av baseband-enheter uten å miste den kritiske submillisekunds responstiden som trengs for viktige funksjoner. Det finnes én ting: når operatører blander CPRI- og eCPRI-systemer, må de sørge for at all radiounit-firmware er kompatibel. Ellers får vi konfigurasjonsmismatches som kan føre til kommunikasjonsbrudd og svekkede tjenester over nettverket.

3GPP og O-RAN-spesifikasjoner: Sikrer flerleverandør BBU-kompatibilitet overfor BTS-økosystemer

Utgivelse 15 av 3GPP fastsatte grunnleggende standarder for hvordan utstyr fungerer sammen, inkludert ting som inndeling på lavere lag (tenk alternativ 2) og tidsynkronisering som kan variere med pluss eller minus 1,5 mikrosekunder. Dette hjelper til med å sikre at basebåndenheter oppfører seg konsekvent uansett hvem som har produsert dem. Deretter kommer O-RAN ALLIANCE med sin egen tilnærming, og lager åpne grensesnitt som ikke favoriserer noe bestemt selskap. Deres Fronthaul-spesifikasjon er et godt eksempel, i praksis adskiller de maskinvare fra programvare slik at basebåndenheter fra ulike produsenter kan fungere smidig med radiouniter i hvilken som helst BTS-konfigurasjon som gir mening. Titt man på bransjetall fra 2023, ser man at de fleste operatører nå har gått med på disse O-RAN-løsningene, omtrent 7 av 10 globalt. Hovedgrunnen? De vil unngå å sitte fast med utstyr fra én leverandør for alltid. Denne endringen har også økt hastigheten på testing mellom ulike leverandører og forkortet sertifiseringsperioden for nye produkter.

Funksjonelle splittingar og RAN-utvikling: korleis BBU-ansvar skiftar seg på tvers av D-RAN, C-RAN og O-RAN

FH-7.2, FH-8 og andre oppdelingar: Effekt på BBU-grensesnittkrav og fleksibilitet i integrasjonen av BTS

Funksjonelle splittingar standardisert av O-RAN Alliance definerer attende kvar PHY-lagersprosessering skjer, og skiftar ansvar mellom radioneinheter (RU), distribuerte einingar (DU) og sentraliserte einingar (CU). Desse skiftene utgjer direkte designen til BBU-grensesnittet og fleksibiliteten til BTS-utbygging:

• FH-7.2 dette fører til at ei del av PHY-funksjonane (f.eks. IQ-komprimering, FFT/IFFT) flyttar til jernbaneforbindinga, og reduserer fronthaul-båndbreddebehovet med ~ 40% og gjer det lettare å vedta cloud-RAN.
• FH-8 , som beheld full PHY-behandling ved DU, pålegger strengare latensekrav (< 250 μs) men støttar avanserte funksjonar som massiv MIMO-densisering.

Difor:

Kvar splitting krev ulike maskinvare-synkroniseringsmekanismar og protokollstøttemen saman eliminerer dei seljar-spesifikke begrensingar og akselererer skalerbarheit for 5G-nettverket.

Dei viktigaste BBU-funksjonane som direkte gjer BTS-kompatibel

Baksendingsenhet (BBU) er kompatibel med basetransmisjonsstasjonar (BTS) og er avhengig av fem grunnfunksjonar som sørgar for sømløs integrasjon i moderne RAN-arkitekturar:

• Skalerbarhet : Dynamisk tildeling av prosessørressursar for å gjere mat på trafikksving og nettverksutvidingutan oppgraderingar av maskinvareå møte utviklande krav til 5G-kapacitet.
• Høgt prosessorkraft : Vedlike gjennomføring opp til 100 Gbps for realtidsmodulasjon, koding og planleggingkritisk for signalbehandling med låg latens og høgt troverdighet.
• Fleksibilitet i protokollen : Native support for CPRI, eCPRI og O-RAN fronthaul-standarder gjennom programvaredefinerte grensesnitt, som gjer det mogleg å samvirke mellom ulike BTS-ekosystem.
• Støtte for virtualisering : Hardware-anestisk design som samsvarar med prinsippene for cloud-RAN, støttar container-arbeidsbelastingar og infrastruktur-som-en-tjeneste-modeller som er spåra å dekke 40% av nettverksane innen 2025.
• Sikkerhetstilfylgje : Innbygde kryptering, gjensidig autentisering og nøkkelforvaltning som er i samsvar med 3GPP-tryggleikrammar (f.eks. TS 33.501), som tryggjer full tillit i åpne RAN-miljø.

Saman avmonterer desse funksjonane proprietære barrierar og leverer konsekvent, påliteleg signalbehandling over distribuerte, sentraliserte og hybrid RAN-utplasseringar.